與早期走上數字化轉型道路的行業相比,基建行業可被認為是數字化轉型的落后領域。該行業是由一些人造場所和空間組成的“建筑環境”,我們在其中進行生活、工作和娛樂。但基建行業是一個擁有巨大市場機會的落后領域——全球每年的市場價值為 21 萬億美元,美國每年的支出為 1.4 萬億美元,占美國 GDP 的 4%。
我們所熟知的部署在高科技、金融和其他行業的眾多戰略性技術,例如人工智能/機器學習和數據分析,現在正滲透到基建行業,正如針對于建筑、工程和施工 (AEC) 的其他特殊技術推動因素一樣。
目前,兩個領域間的溝通和融合過程正在發生,因此初創公司越來越了解這一行業,而建筑、工程和施工公司則越來越精通數字技術。建筑、工程和施工公司這樣做,一方面是為了從其內部流程體系中去除不足之處,另一方面是為了在給客戶提供服務方面進行創新。風險投資公司正在為建筑行業初創企業和在解決該行業難題的房地產技術提供資金。
隨著這種對話和數字化進程的繼續推進,我認為,以下十大戰略性技術趨勢將在 2022 年對基礎設施和建筑、工程和施工行業帶來變革:
人工智能/機器學習 (AI/ML)——與大多數其他行業一樣,人工智能/機器學習也是基建行業中最具變革性的技術之一,在許多企業中的新興技術排行榜中都位居前列。2022 年,用例將繼續延伸到交通、城市規劃和建筑信息模型 (BIM) 以及銷售、市場、財務、人力資源等各個企業職能部門。例如,在建筑信息模型領域,ClearEdge3D 公司采用人工智能技術來使繁瑣的“點云掃描”工作流程自動化,例如已竣工管道和其他結構要素。對于企業內部流程,人工智能/機器學習技術將應用于各種用例,例如贏虧分析、工單跟蹤、合同工作流程和 MarTech。
數據分析——數據分析在以下兩方面都具有極大潛力,即在工程和施工中可提供洞察力,以及幫助服務提供商盈利。2022 年,除了解決交通規劃和交通運行管理等緊迫問題外,數據分析還將幫助各組織和機構掌握氣候變化和其他自然災害所造成的影響,制定應對計劃,并發揮重要作用。這些機構將利用該分析結果來形成見解,以支持他們所制定的具有可持續性、彈性和適應性的戰略,尤其是在沿海地區。由于專業供應商掌握如何使用高度專業和成熟的算法進行雨水建模和預測,因而會發揮重要作用。
超級自動化——咨詢公司Gartner 稱,到 2025 年,在核心內部和客戶交付流程中使用超級自動化的企業將在其整個企業范圍內節省高達 30% 的運營成本。對于建筑、工程和施工公司而言,該技術將會為其提供一個強有力的方法來提高效率,并為其常見的人工密集型工作流程降低成本。在 2022 年,我們將看到建筑、工程和施工公司使用專業自動化工具以及其核心工具(例如 Autodesk 和 Bentley 設計套件以及 CRM 和 ERP 工具)的內置自動化功能來推進其超級自動化戰略。通過對所有工具和流程采取整體研究,這些企業將不僅可以快速取得成果和設計出單點解決方案,而且還使整個企業在自動化上的投資獲得回報。
增強現實/虛擬現實 (AR/VR)——除了最初在消費領域以及在檢查、維護和維修功能方面的吸引力之外,增強現實/虛擬現實技術目前正朝著工程級精度和在現實世界中進行 GPS 級定位和放置的方向發展,因而建筑師和工程師可以為客戶提供他們項目的現場可視化效果。通過這種方式,客戶可以了解他們的項目如何融入自然環境及其周圍環境,并從多個角度進行評估。在 2022 年,這些 3D 可視化技術將會越來越頻繁地使用,以改善客戶體驗、分析項目備選方案、使分歧最小化和溝通項目信息。
激光雷達 (LiDAR) ——除了作為自主車輛導航的主要技術之外,激光雷達技術(光探測和測距)長期以來一直用于檢查基礎設施結構,以收集建筑物、橋梁或街道等環境的三維點云數據,以及用于檢查一些設施,例如管道、電線桿和軌道車。到 2022 年,激光雷達的應用將逐步發展,以填補更難進入的領域,例如傳統激光雷達無法穿透的近岸環境等。綠激光的激光雷達是一項較新的技術,測量人員可使用該技術來掃描海岸線,并能夠穿透和填補海岸測繪中的零到十米這一“深度空白”,從而獲取水下地形。該技術已被政府機構所使用,例如美國地質調查局 (USGS) 用其繪制河道和洪泛區、繪制堰州島用于風暴響應研究等。
平臺商業模式——由于該行業的自身規模,近年來,我們已看到人們為智慧城市和智慧基礎設施,以及為流程創新(例如非現場施工和模塊化施工)而多次嘗試開展平臺商業模式。近期的許多次嘗試都停滯不前,例如通用電氣公司的 Predix 平臺(或許該平臺過于超前于時代)、Alphabet 公司支持的 Sidewalk Labs 計劃(退出了在多倫多的一個價值十億美元的智慧城市合同)和 Katerra 公司(在2018 年獲得了 8.65 億美元的風險投資,其目標是開展非現場施工和模塊化施工,而目前處于破產狀態)。到 2022 年,預計主要行業參與者和初創公司將繼續努力,成為該行業的首選平臺,并且每個企業都會從不同的角度解決這一問題。
數字孿生——多年來,數字孿生一直是微軟公司(Azure 數字孿生)和通用電氣公司 (Predix) 等供應商所掌控的領域,而其目標受眾是軟件開發人員。工程師們則忙于使用自己的 2D 和 3D 軟件,例如 CAD、GIS 和 BIM 工具。我們現在看到行業參與者已跨領域建立合作伙伴關系,例如微軟和賓利公司 (Bentley) 正攜手合作,為城市規劃和智慧城市提供城市級的數字孿生解決方案。Autodesk Tandem 平臺也提供 API 和開發人員工具,其目標同樣是創建更大的生態系統。到 2022 年,像這類合作伙伴關系將繼續發展,形成更大的多合作伙伴生態系統,可提供各種形式的可視化效果,并可與處于該模式核心的數字孿生進行集成。業主/運營商和建筑、工程和施工公司所面臨的挑戰將是如何支持多個平臺,以及隨著市場的成熟如何投資。
自動駕駛汽車和機器人——自動駕駛汽車在很長一段時間一直是建筑環境中的典型代表,并在一些嚴格限制的區域(例如已規劃的社區)進行批量部署,也越來越受歡迎。Move Nona 公司在美國的一個地點建立了最大、最長的自動駕駛汽車網絡,其配有 5 條路線和 8 輛班車連接近 10 個主要目的地,這只是一個例子。到 2022 年,我們預計對自動駕駛汽車的部署會進一步改進,會提供更高級別的安全和保障,以及提供更可行的運行速度。無人機和機器人將繼續廣泛用于執行勘測和檢查,以及自動完成一些重復性且通常具有危險性的任務。
3D 打印——在建筑行業,3D 打印作為一種首選的施工方法正在獲得巨大的關注,包括與 NASA 合作的外星球環境設計和施工項目。例如 ICON 公司的龍門系統可以打印一間面積高達 3000 平方英尺的房屋,打印速度為每秒 5-10 英寸。3D 打印的速度更快,產生的垃圾更少,能應對未來供應鏈和建筑勞動力短缺的問題,而且比傳統建筑施工技術具有更高的設計自由度。到 2022 年,隨著 3D 打印從主要應用于單個房屋項目轉向覆蓋整個社區項目,我們將看到 3D 打印在建筑領域的工業化。例如,ICON 公司計劃于 2022 年在奧斯汀地區建立一個擁有 100 所房屋的社區。我們還將看到這項技術在實現可持續性、韌性和能源效率等社會目標方面得到更大應用,以及對公共服務欠佳社區(例如無家可歸者滯留地區)提供支持。
區塊鏈——在建筑領域中,就行業使用案例而言,區塊鏈可能是最少被人們所了解的,因此經常被忽視。然而,仍存在一些亮點,例如 DigiBuild 等公司專門將區塊鏈用例引入建筑行業,以提供更強的風險管理和可見性。2022 年將是持續學習、概念驗證和一系列案例研究的重要一年,通過這些案例研究可了解一些真正的商業效益。
總體而言,當城市規劃者、承包商、咨詢顧問和首席信息官在制定未來愿景,以及有意識地構建和設計一些社區以實現某些共同目標(例如經濟增長、生活質量、健康和福祉、多樣性、公平和包容、安全和保障、流動性、效率和韌性以及可持續性)時,這些戰略性技術趨勢將成為關鍵要素。
當這些技術相互結合應用時,就將建立起一個數字化基礎設施,使城市和社區具備必要的適應能力,能夠隨時快速應對持續的數字化和有形的顛覆性浪潮。
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